JP5177449B2 - 移動体駆動方法及び移動体駆動システム、パターン形成方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
ΔL2=ΔYo×(1+cosθ)−ΔZo×sinθ …(2)
従って、式(1)、(2)からΔZo及びΔYoは次式(3)、(4)で求められる。
ΔYo=(ΔL1+ΔL2)/{2(1+cosθ)} …(4)
Δθy=tan−1{(ΔZoL−ΔZoR)/D} …(6)
従って、主制御装置20は、上記式(3)〜式(6)を用いることで、Z干渉計43A、43Bの計測結果に基づいて、ウエハステージWSTの4自由度の変位ΔZo、ΔYo、Δθz、Δθyを算出することができる。
=2KVycos[(θ1−θ0)/2]cosθ
+2KVzcos[(θ1−θ0)/2]sinθ …(7)
ここで、θ=π/2−(θ1+θ0)/2なので、上式(7)を変形して、次式(8)を得る。
…(9)
ここで、入射角θ0と散乱角θ1には次式(10)の関係(回折条件)が成立する。
ただし、λは光の波長、pは回折格子のピッチ、nは回折次数である。なお、回折次数nは、散乱角−θ0の零次回折光を基準にして、+Y方向に散乱される回折光に対して正、−Y方向に散乱される回折光に対し負となる。式(10)を式(9)に代入すると、位相シフトφは、次式(11)のように書き換えられる。
上式(11)より明らかなように、反射面DSが停止していれば、すなわちΔY=ΔZ=0ならば、位相シフトφも零となる。
…(12)
ただし、回折条件を、次式(13)で与えた。
一方、光束LB2は角θb0で反射型回折格子RGに入射し、nb次回折光が角θb1で散乱される。この回折光が、反射鏡R2bによって反射され、同じ光路を辿って反射鏡R1bに戻るとする。光束LB2が被る全位相シフトは、式(12)と同様に、次式(14)のように求められる。
…(14)
ただし、回折条件を、次式(15)で与えた。
+2KΔZf(θa0,θa1,θb0,θb1)+φ0 …(16)
ここで、式(12)、(14)を用いた。なお、反射鏡R1a,R1b,R2a,R2bの配置と回折条件とから定まる幾何学的因子を、次式(17)のように表記した。
=cosθb1+cosθb0−cosθa1−cosθa0 …(17)
また、その他の要因(例えば、変位ΔL,ΔY,ΔZの基準位置の定義など)より定まる定位相項をφ0と表記した。
その場合、式(16)の右辺第3項の括弧内は零になり、同時にnb=−na(=n)を満たすので、次式(19)が得られる。
上式(19)より、位相差φsymは光の波長λに依存しないことがわかる。そして、干渉光の強度Iは、変位ΔYが計測単位(計測ピッチとも呼ぶ)p/4n増加あるいは減少する毎に、強弱を繰り返すことがわかる。そこで、予め定められた基準位置からの変位ΔYに伴う干渉光の強度の強弱の回数を計測する。そして、その計数値(カウント値)cΔYより、変位ΔYの計測値CΔYが、次式(20)のように求められる。
さらに、内挿器(インターポレータ)を用いて干渉光の正弦的な強度変化を分割することにより、その位相φ’(=φsym%2π)を計測することができる。その場合、変位ΔYの計測値CΔYは、次式(21)より算出される。
ここで、定位相項φ0を位相オフセット(ただし、0≦φ0<2πと定義する)とし、変位ΔYの基準位置での位相φsym(ΔY=0)を保持することとする。
CY=r’・ey’ …(22b)
ここで、ex’,ey’は、ウエハステージWSTにのった相対座標系(X’,Y’,θz’)におけるX’,Y’単位ベクトルで、基準座標系(X,Y,θz)におけるX,Y単位ベクトルex,eyと、次式(23)の関係がある。
CY=−(p−X)sinθz+(q−Y)cosθz …(24b)
C2=−(p2−X)sinθz+(q2−Y)cosθz …(25b)
C3= (p3−X)cosθz+(q3−Y)sinθz …(25c)
ここで、p4、q4は、エンコーダEnc4のX,Y設置位置である。そして、理論値C4をエンコーダEnc4の初期値として設定する。ただし、式(19)の下で説明したように、エンコーダの計測値は離散化されるので、理論値C4は計測単位δ(=p/4n)を単位とする離散値、すなわちカウント値c4=int(C4/δ)に換算されて、エンコーダEnc4の初期値として設定される。ただし、int(x/y)=[x−x%y]/yである。剰余C4%δの取り扱いは、後述する。
C3= (p3−X)cosθz+(q3−Y)sinθz …(25c)
C4=−(p4−X)sinθz+(q4−Y)cosθz …(25d)
Claims (12)
- 互いに直交する第1軸及び第2軸を含む所定面に沿って移動体を駆動する移動体駆動方法であって、
前記第2軸と平行な方向に関して位置が異なる複数の第1ヘッドと、前記第1軸と平行な方向に関して位置が異なる複数の第2ヘッドとのうち、前記移動体の前記所定面と平行な一面に設けられた前記第1軸に平行な方向を周期方向とする一対の第1グレーティング及び前記第2軸に平行な方向を周期方向とする一対の第2グレーティングから選択された3つのグレーティングにそれぞれ対向する3つのヘッドを含むエンコーダのヘッド組の計測値に基づいて、前記移動体の前記所定面内の位置を制御する第1工程と;
前記移動体を加速度零の状態に維持して、前記所定面内における前記移動体の位置が切り換えの前後で連続になるように、前記移動体の位置制御に用いるヘッド組を、前記ヘッド組とは少なくとも1つが異なる3つのヘッドを含む別のヘッド組に切り換えるとともに、その切り換えに際し、切り換え後にのみ使用される特定ヘッドの計測単位のオフセットを、前記移動体の位置に基づいて決定し、決定した計測単位のオフセットに基づき、切り換え前後の前記移動体の位置が一致するように前記特定ヘッドの計測単位以下のオフセットを決定する処理を、複数の第1ヘッド及び/又は第2ヘッドを前記特定ヘッドとして行う第2工程と;
前記計測単位以下のオフセットが更新されるまでの間、前記移動体の移動に伴って発生するヘッド組の切り換えを要するタイミング毎に、前記移動体の位置制御に用いるヘッド組を、前記移動体の位置に基づいて算出される計測単位のオフセットと、ヘッド毎に保持している計測単位以下のオフセットとを用いて、前記ヘッド組とは少なくとも1つが異なる3つのヘッドを含む別のヘッド組に切り換える第3工程と;を含む移動体駆動方法。 - 請求項1に記載の移動体駆動方法において、
前記第2工程の処理は、所定の条件が満足される毎に、繰り返し実行される移動体駆動方法。 - 請求項1又は2に記載の移動体駆動方法において、
前記ヘッド組の切り換えは、切り換え後にのみ使用される前記特定ヘッドがグレーティングに対向してから、切り換え後に使用されなくなる前記特定ヘッドがグレーティングから外れるまでの間に行われる移動体駆動方法。 - 移動面内で移動可能な移動体上に物体を載置する工程と;
前記物体に対してパターンを形成するため、請求項1〜3のいずれか一項に記載の移動体駆動方法により前記移動体を駆動する工程と;を含むパターン形成方法。 - パターン形成工程を含むデバイス製造方法であって、
前記パターン形成工程では、請求項4に記載のパターン形成方法を用いて物体上にパターンを形成するデバイス製造方法。 - エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光方法であって、
前記エネルギビームと前記物体との相対移動のために、請求項1〜3のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体を載置する移動体を駆動する露光方法。 - 互いに直交する第1軸及び第2軸を含む所定面に沿って移動体を駆動する移動体駆動システムであって、
前記移動体の前記所定面と平行な一面に配置され、前記第1軸に平行な方向を周期方向とする一対の第1グレーティング及び前記第2軸に平行な方向を周期方向とする一対の第2グレーティングと;
前記第2軸と平行な方向に関して位置が異なる複数の第1ヘッドを有し、前記一対の第1グレーティングにそれぞれ対向する前記第1ヘッドの計測値に基づいて前記移動体の前記第1軸に平行な方向の位置情報を計測する第1エンコーダシステムと;
前記第1軸と平行な方向に関して位置が異なる複数の第2ヘッドを有し、前記一対の第2グレーティングにそれぞれ対向する前記第2ヘッドの計測値に基づいて前記移動体の前記第2軸に平行な方向の位置情報を計測する第2エンコーダシステムと;
前記移動体を加速度零の状態に維持して、前記一対の第1グレーティング及び一対の第2グレーティングから選択された3つのグレーティングにそれぞれ対向する3つのヘッドを含むヘッド組の計測値に基づいて、前記移動体の前記所定面内の位置を制御するとともに、前記移動体の位置制御に用いるヘッド組を、前記移動体の位置に基づいて算出される計測単位のオフセットと、ヘッド毎に保持している計測単位以下のオフセットとを用いて、前記ヘッド組とは少なくとも1つが異なる3つのヘッドを含む別のヘッド組に切り換える制御装置と;を備える移動体駆動システム。 - 請求項7に記載の移動体駆動システムにおいて、
前記制御装置は、前記ヘッド組の切り換えのため、
前記移動体の位置制御に用いる3つのヘッドを前記移動体の位置情報に基づいて特定し、特定した3つのヘッドが現在前記移動体の位置制御に用いられているヘッド組の3つのヘッドと一致しているか否かを判断し、両者が一致していない場合に、特定した3つのヘッドのうち現在前記移動体の位置制御に用いられていない特定ヘッドの計測値を、前記移動体の位置に基づいて予測することにより、計測単位のオフセットを決定する移動体駆動システム。 - 請求項8に記載の移動体駆動システムにおいて、
前記制御装置は、前記ヘッド組の切り換えのため、
さらに、所定の条件が満足される毎に、決定された前記計測単位のオフセットに基づき、前記ヘッド組の切り換えを実行する前後で前記移動体の位置が一致するように、前記特定ヘッドの計測単位以下のオフセットを設定する移動体駆動システム。 - 請求項7〜9のいずれか一項に記載の移動体駆動システムにおいて、
前記制御装置は、切り換え後にのみ使用される前記特定ヘッドがグレーティングに対向してから、切り換え後に使用されなくなるヘッドがグレーティングから外れるまでの間に、前記ヘッド組の切り換えを行う移動体駆動システム。 - 前記移動体上に物体が載置され、前記物体に対するパターン形成のため、前記移動体を駆動する請求項7〜10のいずれか一項に記載の移動体駆動システムと;
前記物体上にパターンを生成するパターン生成システムと;を備えるパターン形成装置。 - エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光装置であって、
前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と;
請求項7〜10のいずれか一項に記載の移動体駆動システムと;を備え、
前記エネルギビームと前記物体との相対移動のために、前記移動体駆動システムによる前記物体を載置する移動体の駆動を行う露光装置。
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